1967年到1982年英國鐵路研究鈉鎳電池，并于1982年在英國的Beta研究所成立，開展了這款電池量產化方面的研究。
1987年到1997年，進行了在電動乘用車方面的探究，做了5年十萬公里的壽命方面的測試，當時也沒有太大的問題。
1999年歐洲MES-DEA公司獲得了Beta研究所的技術，開展量產化生產。
2001年美國的GE開展儲能技術評估，經過長時間的探究，發現鈉鎳電池是一款非常優秀的儲能電池，在2007年收購了英國的Beta研究所，2012年GE工廠完成了建設開工。
圖源：浙江安力能源
在2017年，超威集團于2019年4月份合資工廠成立浙江安力能源有限公司，開始了國內第一家量產的企業。
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該類電池也叫全固態鈉電池。電池的體系中，負極是金屬鈉，正極是氯化鎳。第一種電解質是β-氧化鋁，另外一種電解質是無機鹽，四氯鋁酸鈉。
工作溫度是250到350度左右，鈉離子通過固體電解質隔膜來回遷移，實現了電池的得失，最終實現充放電，這是電池的機理。運行時的反應如下：
當電池充電時，電子從正極流向負極。鹽中的鈉離子（氯化鈉）通過固體陶瓷電極向負極罐端子遷移。剩余的氯離子附著在鎳上，在陰極介質中形成氯化鎳。
鈉在陶瓷管外部形成熔融陽極層，與鋼罐接觸，電池充滿電。在放電過程中，電子回流，熔融鈉被氧化成Na+離子，并通過固態陶瓷管傳回形成氯化鈉。氯化鎳被還原成金屬鎳。電池的電化學反應如下：
技術路線大概歸為以下：
鈉鎳電池的正極材料是固態的氯化鈉和鎳顆粒，隔膜是陶瓷管，電解液是四氯鋁酸鈉，這些物質都很常見，所以成本很低。
其次，在沒發生化學反應時，不會產生單體鈉；電池內部沒有任何酸或其他有機溶劑，因此鈉鎳電池無毒無害，不會對環境產生任何危害。
通常情況下，相對安全的電池能量密度就會相對較低，鈉鎳電池的體積能量密度可以達到400Wh/L，接近三元鋰電；重量能量密度可以達到160Wh/kg，成組后的重量能量密度可以達到110-120Wh/kg，與磷酸鐵鋰材料的水平相近。對于目前大規模儲能上應用的磷酸鐵鋰電池，鈉鎳電池可以說是一種很好的替代產品。
在循環壽命方面，鈉鎳電池也是為儲能而生的。它的單體比能量達到135瓦時每公斤，使用壽命是鋰電池的2至5倍，80%DOD循環壽命達7500次，組成系統后，體積比鋰電池系統小50%以上，全生命周期成本比鋰電池低50%。
（1）原材料不受限，不使用任何昂貴金屬，例如，銅，鋰和鈷。而是使用固態陶瓷電解質以及普通食鹽鈉。這是豐富的，它很容易獲得，沒有供應鏈問題。
（2）安全性高，不需要電芯級別的安全保護和滅火裝置， 因為整個電池的內部都是由無機鹽，無機金屬組成的，是鈉、鎳，固態電解質是β-氧化鋁，不像鋰電里面有電解液，有機物的存在，我們都是無機物存在，也沒有燃燒的物質存在。該電池不管怎么樣都不會有燃燒，也不會爆炸。這是該電池最大的特點。
（3）環境耐受性特別好，電池的耐寬溫性能特別好，在零下40℃容量、能量測試，可放出室溫的100.9%；+60℃容量、能量測試，可放出室溫的101.6%；因此，鈉電池可以在沙漠中非常非常炎熱的氣候以及非常非常寒冷的氣候中使用。
（4）循環壽命比較長。該電池最重要的技術就是固體電解質，β-氧化鋁，其當電解質和隔膜的作用。另外一方面比較好的技術就是正極和負極合在一起，做成顆粒灌到陶瓷管里就可以了。
電池壽命方面，相關各戶在英國做了80%的DOD的試驗，3500周之后大概還有90%以上的能量。正常情況下電池模塊的常規循環壽命大于4500次。依據現有的試驗情況，對電池進行了壽命預測，如果是2小時率，推測電池的壽命達到6千次，3小時率是1萬次，8小時率是2.5萬次。
第二個方面耐過充放性能比較好，過充過放過程中，生成的物質都是電池本身的，要么是活性物質，要么是電池的原材料，原材料料在高溫的情況下又會發生復合反應，又變成活性物質。
第三個方面耐短路能力好，鋰離子會由于短路導致電池模塊熱失控；鈉鹽電池里面陶瓷管出現破裂、出現短路的時候，金屬鈉與電解質四氯氯酸鈉反應形成金屬鋁，在陶瓷管裂紋間隙里面充滿了鋁，阻止反應進一步進行，把正負極導通，這樣短路電池相當于一個導體，等同于整個電池模塊的電壓下降了一個電芯的電壓2.58伏。且電池模塊允許有5%到10%的電芯失效，模塊在此電芯失效范圍內都可以正常使用。
資料來源：安力能源
原文始發于微信公眾號（艾邦儲能與充電）：子彈打不爆炸的高安全性鈉鎳固態電池，有點貴，但很安全！
